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Nos Thèses par thème

Purification du fluide frigorigène dans les machines à absorption par l'optimisation des transferts couplés de masse et de chaleur dans les films tombants de l'ensemble générateur/rectifieur

Département Thermique Biomasse et Hydrogène (LITEN)

Laboratoire Systèmes Solaires Haute Température

01-10-2018

SL-DRT-18-0308

francois.boudehenn@cea.fr

Depuis plus de quinze ans, on assiste à un développement accru de la demande en climatisation. La majeure partie des climatiseurs sont des machines de compression mécanique de vapeur utilisant de l'électricité pour fournir l'effet frigorifique. L'utilisation de cette technologie doit faire face à un paradoxe : plus le nombre de climatiseurs installés dans les villes augmente, plus la chaleur dégagée en milieu urbain croît, entrainant une élévation de la température de l'air ambiant qui engendre la baisse des performances du refroidisseur et la hausse des besoins en refroidissement des bâtiments ce qui peut amener à tripler la demande de pointe d'électricité. Une des solutions à ces problèmes pourrait être l'utilisation de machines frigorifiques à absorption alimentées par de la chaleur fatale ou de l'énergie solaire thermique via les réseaux lors des périodes estivales. Les machines à absorption ammoniac-eau apparaissent particulièrement intéressantes, en raison de leurs faibles coûts de production et de maintenance. Le principal défaut de ce couple de fluides de travail réside dans le faible écart de volatilité entre le fluide absorbant et le fluide réfrigérant qui nécessite l'utilisation d'un rectifieur pour éliminer les traces d'eau dans les vapeurs d'ammoniac en sortie du générateur. Dans ce contexte, les travaux de thèse s'orienteront vers la compréhension et la modélisation des transferts couplés de chaleur et de masse au niveau de la génération de vapeur (ensemble générateur/rectifieur) par film tombant. Une validation expérimentale sera réalisée à partir d'un prototype existant au laboratoire. Cette validation numérique/expérimentale permettra ensuite de réaliser une optimisation de l'ensemble de la chaine de génération de vapeur visant à l'amélioration de la compacité globale et à l'augmentation des performances du cycle thermodynamique.

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